【正文】 層處大部都被黃土覆蓋,據(jù)局部出露點觀測資料,斷層走向15176。傾向，傾角70176。該斷層屬邊界斷層，且斷層?xùn)|側(cè)部分資源已劃歸南坪煤礦開采，故白馬寺斷層對本礦將來開采15號煤層基本無影響。陷落柱縱斷面呈倒漏斗，水平斷面多呈橢圓形或近圓形，柱體內(nèi)充填物雜亂無章，巖塊大小不等，具棱角狀，巖塊擠壓緊密，柱體內(nèi)一般無水。左右。奧陶系灰?guī)r為媒系地層之基底。（2）石炭系1）中統(tǒng)本溪組大部分出露于白馬寺逆斷層之東側(cè)下降盤西部邊緣，由含鋁質(zhì)較高的紅色及灰白色泥巖組成，中夾薄層砂質(zhì)泥巖，細(xì)砂巖?！谙路鼕W陶系呈平行不整合接觸。由黑—深灰色砂質(zhì)泥巖、灰黑色砂巖、石灰?guī)r和煤層等組成。（3）二疊系1）下統(tǒng)山西組為驚天內(nèi)主要含煤地層之一。以灰白色砂巖為主，中夾灰色及深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤層?！c下伏地層整合接觸。風(fēng)化后多呈灰綠色或黃綠色，底部為一層厚5m左右的中—粗粒長石石英砂巖，為與山西組的分解，俗稱駱駝脖子砂巖。為與上石盒子組分界的輔助標(biāo)志層。3）上統(tǒng)石盒子組主要分布于井田北部的白馬寺山、方山、二仙掌等地的較高處。下部為一層不穩(wěn)定的中粗粒石英砂巖。（4）第三系上新統(tǒng)為深紅色粘土，含沙量較多，可見褐鐵礦黑色斑點，含鈣質(zhì)結(jié)核3～5層，該層脫水曬干后變的堅硬。（5）第四系分布范圍較廣，于地形起伏相一致，厚度由山梁向邊坡遞增， ，沉積物以紅土、黃土為主，沖擊物位沙礫層。2）上更新統(tǒng)主要為黃土，多分布于溝谷兩側(cè)，構(gòu)成二級階地，其厚度變化不一，一般5～20m ，土質(zhì)致密。東部丹河是沁河的一條最大支流，發(fā)源于高平市趙莊北之丹朱嶺，流經(jīng)高平市、澤州縣，在河南省沁陽縣北金村匯入沁河。丹河上游修建有水庫多座，其中任莊水庫容積最大，控制流域面積1240km2，庫容總量可達(dá)8400km3。任莊水庫以南至水東間為丹河河水滲漏河段，地表水補(bǔ)給地下水。古書院井田位于丹河中上游地帶，居丹河西岸。三姑泉為散泉，較大泉眼有石青泉、馬尾泉、郭壁泉、土坡泉、白洋泉、小會泉、鄉(xiāng)北泉、水掌泉等。三姑泉域西北邊界以丹河流域分水嶺為界；東北部可溶巖區(qū)以地形、地下分水嶺為界；東部可溶巖區(qū)以奪河黃金窯～馬圈一帶地形、地下分水嶺和太行山東部的眾多小型地下分水嶺與焦作泉域分界；西邊界南段以高平～晉城斷裂帶為界，北段主要以地表分水嶺為界，局部與延河泉域溝通；西南邊界為晉城小山字型構(gòu)造前弧的西段，該段東西向地塹構(gòu)造有一定阻水作用。地理范圍包括晉城城區(qū)、高平、陵川、澤州等縣市。中部水力坡度較小，區(qū)域面積巨大，約1002km2，地下巖溶水豐富。第四系松散層水屬潛水，其余大都屬承壓水。含水層段的劃分：奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組主要賦存于奧陶系上統(tǒng)上、下馬家溝組石灰?guī)r中。地下水總的徑流方向是自東北、北部向南流動，富水性也由北向南漸漸變好。相對隔水層為中奧陶統(tǒng)上部峰峰組石炭系泥灰?guī)r和底部之含石膏脈的泥質(zhì)角礫灰?guī)r。石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水層組石炭系含水層分布在層位穩(wěn)定、厚度大、巖溶裂隙較為發(fā)育的厚層石灰?guī)r中，其富水性變化也很大。所以，富水地段多分布于盆地、溝谷及地質(zhì)構(gòu)造較為發(fā)育地區(qū)。二疊系砂巖裂隙含水層組二疊系含水層主要是厚層砂巖裂隙含水，在二疊系分布較廣的山區(qū)，其溝谷及兩岸常有下降泉出露，泉水出自砂巖層中，水量隨季節(jié)變化很大。第四系砂礫孔隙含水層主要分布于盆地及河、溝谷地帶，含水量軟弱，靠大氣降水及季節(jié)性水流補(bǔ)給，僅供當(dāng)?shù)剞r(nóng)村人、畜用水。如地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育導(dǎo)通各含水層時，或相對隔水層較薄弱、缺失時，各含水層之間會有互相補(bǔ)給情況發(fā)生。該區(qū)正規(guī)勘探工作始于上世紀(jì)50年代，1956年華北每天地質(zhì)勘探局普查一隊提交由《白馬寺去普查報告》，古書院井田包括與該普查區(qū)，今天內(nèi)有4個普查孔。1958年7月建礦時，由114隊又進(jìn)行了精查補(bǔ)充勘探，共施工44個鉆孔，其中潞安地質(zhì)大巷檢查孔9個，并提交由《生產(chǎn)補(bǔ)充勘探報告》。古書院井田含煤地層為太原組和山西組。共含煤12層，％。含煤2層，％。3號煤層：井田可采煤層之一，位于山西組下部?！?，夾石一般1～2層，最多可達(dá)5層，多見于中下部，煤層厚度變化不大，全區(qū)穩(wěn)定可采。其偽頂為黑色泥巖或炭質(zhì)泥巖，直接頂板多為灰黑色的砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，老頂多為灰色厚層狀砂巖，底板一般為灰黑色砂質(zhì)泥巖或炭質(zhì)泥巖。該煤層個別點因夾石增厚而不可采（119號孔）。含夾石0～2層，局部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸最多達(dá)5層。底板以黑灰色泥巖、鋁土質(zhì)泥巖。煤層厚度變化情況詳見厚度等值線圖。與相鄰鉆孔相差太大，且質(zhì)量均不合格，故編圖中均未采用其厚度。可采煤層特征見表11。15號煤層我黑色，油脂光澤，以暗煤為主，夾鏡煤條帶，平坦?fàn)顢嗫?，條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，煤中富含黃鐵礦結(jié)核，宏觀煤巖類型為半暗淡型。硫分以3號煤最低，屬特低－低硫煤。經(jīng)統(tǒng)計，三層煤的灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差均小于1，％，％。煤中的元素組成以碳為主，約占93%，其次為氫約占3％，說明煤化程度較高。②發(fā)熱量：各煤層可燃基發(fā)熱量一般較大，屬于高發(fā)熱量之煤層。④低溫干餾：勘探階段曾作此試驗，結(jié)果均無油。（4）煤類的確定及用途依據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（5751－86）劃分，％％，值為0。 3號煤低－低中灰、特低－低硫， ，硫分控制在1％以下，是良好的動力用煤、煉焦配煤以及化工用煤的原料。表12 可采煤層煤芯煤樣煤質(zhì)特征 煤層項目356915%水分原(32)(23)(84)(34)(74)精(32)(23)(24)(32)(73)%灰分原(32)(23)(24)(34)(74)精(32)(23)(24)(32)(73)%揮分原(32)(23)(24)(34)(74)精(32)(23)(24)(32)(73)%硫原(12)(6)(9)(11)(37)精(8)(5)(7)(10)(36)%磷原精(6)(2)(1) 1(2)(2)(/).元素分析 %(7)(1)(1)(5)(15) %(7)(1)(1)(5)(15) %(7)(1)(1)(5)(15) %(7)(1)(1)(5)(15)精煤回收率 %(23)(18)(16)(24)(49)3號煤層直接頂板為2層石灰?guī)r，～，深灰色，致密堅硬，頂部含似層狀燧石條帶，全區(qū)穩(wěn)定，屬堅硬型頂板。頂板巖性分布情況詳見表13。％，％。表13 煤層頂?shù)装鍘r石物理性質(zhì)層位巖石名稱物理特征比重（）容重（濕）含水量/%抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度干燥狀態(tài)飽和狀態(tài)3號煤頂板砂質(zhì)泥巖451298793號煤底板砂巖5880～909515號煤層頂板砂巖103382125918915號煤層底板粉砂巖259140按照《中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)》（575186）進(jìn)行劃分，以浮煤揮發(fā)分測定值為主要分類指標(biāo)，浮煤氫含量為輔助指標(biāo)劃分煤類。15號煤層為特低灰～高灰分、低硫～高硫、低熱值～特高熱值的無煙煤。按《煤礦安全規(guī)程》140條規(guī)定，古書院礦屬低瓦斯礦井。見表14。煤田范圍劃分為井田的原則有：1）井田范圍內(nèi)的儲量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；2）保證井田有合理尺寸；3）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；4）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。 礦井儲量計算由地質(zhì)勘探知，本礦井可采煤層有三層,為15煤層。煤層的傾角最大為10176。近水平，平均為4176。圖21 井田賦存狀況根據(jù)地質(zhì)勘探報告，3 /m3 ； 15 /m3全礦井煤層的傾斜面積為：S=（式21） = km2礦井工業(yè)儲量利用下式計算：Zg =SM R （式22）式中: Zg —— 礦井工業(yè)儲量，Mt；M —— 煤層平均厚度；R—— 煤層容重，；——全礦井煤層的傾斜面積，m2；則礦井工業(yè)儲量：Zg =SM R = 4+2= Mt 礦井設(shè)計儲量礦井設(shè)計儲量為礦井工業(yè)儲量減去計算的斷層煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱、地面建（構(gòu)）筑物煤柱等永久煤柱損失量的儲量。保護(hù)煤柱留設(shè)原則：（1）工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱；（2）各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。巖層移動角為72176。；（3）維護(hù)帶寬度：風(fēng)井場地20m，村莊10m，其他15m；（4）斷層煤柱寬度30m，井田邊界煤柱寬度為20m；（5）工業(yè)廣場占地面積，根據(jù)《煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范》第522條規(guī)定：，如表21。含水層水位各不相同，說明其無水力聯(lián)系。（3）工業(yè)廣場保護(hù)煤柱，取工業(yè)廣場的尺寸為300m800m 的長方形。其中心處埋藏深度為105m，該處表土層厚度為30m，主井、副井，地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動角見表22。)煤層厚度/m表土層厚度/m(176。)(176。)105263045727065 圖22 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱則工業(yè)廣場的保護(hù)煤柱量為：P2 =M R S （式24）式中： P2————工業(yè)廣場煤柱量； M ——煤層平均厚度； R ——工業(yè)廣場壓煤面； 則： P2 =2400006（4）大巷保護(hù)煤柱大巷為巖層巷道，所以無需設(shè)置保護(hù)煤柱。各種保護(hù)煤柱損失量見表23。則礦井設(shè)計可采儲量為：Zk=() =3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，參考《關(guān)于煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文修改的說明》，確定本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日330天計算，四六制作業(yè)（三班生產(chǎn)，一班檢修），每日三班出煤，凈提升時間為16小時。礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定：（1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡單，儲量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。條件好者，應(yīng)加大開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模；（3）國家需求：對國家煤炭需求量（包括煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測是確定礦區(qū)規(guī)模的一個重要依據(jù)；（4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 /a。礦井可采儲量、設(shè)計生產(chǎn)能力和礦井服務(wù)年限三者之間的關(guān)系為： （式31）式中：T——礦井服務(wù)年限；Zk——礦井可采儲量； A——設(shè)計生產(chǎn)能力；K——礦井儲量備用系數(shù)。 按礦井的實際煤層開采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲量條件及安全條件因素對井型進(jìn)行校核：（1）煤層開采能力井田內(nèi)3煤層平均4m，為中厚煤層，賦存穩(wěn)定，厚度變化不大。根據(jù)現(xiàn)代化礦井“一礦一井一面”的發(fā)展模式，可以布置一個綜采面保產(chǎn)。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)平巷膠帶輸送機(jī)運大巷膠帶輸送機(jī)直接到井底煤倉，由主井運輸至地面。（3）礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力與整個礦井的工業(yè)儲量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》要求，見表31。25176。45176。這些用于開拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開拓方式。井田開拓的內(nèi)容包括：井筒形式、數(shù)目、位置，開采水平劃分，大巷布置，準(zhǔn)備方式等。因此，在確定開拓方式是要遵循以下原則:（1）、貫徹執(zhí)行國家有關(guān)煤炭工業(yè)的技術(shù)政策，為早出煤、出好煤、高產(chǎn)高效創(chuàng)造條件。（2）、合理集中開拓部署，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，避免生產(chǎn)分散，做到合理集中生產(chǎn)。（4）、要建立完善的通風(fēng)、運輸、供電系統(tǒng)、創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，減少巷道維護(hù)量，使主要巷道經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。（6）、根據(jù)用戶需要，應(yīng)照顧到不同媒質(zhì)、煤種的煤層分別開采，以及其它有益礦物的綜合開采。一般情況下，平硐最簡單，斜井次之，立井最復(fù)雜。2）斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價低，初期投資少；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室都比立井簡單，井筒延伸施工方便，對生產(chǎn)干擾少，不易受底板含水層的威脅；主提升膠帶化有相當(dāng)大的提升能力，可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。3）立井開拓不受煤層傾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然條件的限制，在采深相同的的條件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利，井筒斷面大，可滿足高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風(fēng)量的要求，且阻力小，對深井開拓極為有利；當(dāng)表土層為富含水層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧深部和淺部不同產(chǎn)狀的煤層。根據(jù)該礦井的地質(zhì)條件，煤層埋藏較淺，煤層傾角較小，都在10176。礦井水文地質(zhì)條件簡單，涌水量較小。,為大型礦井。（2）井筒位置的確定1）井筒位置的確定原則